Den Ozean forschend entdecken

Experimente aus dem Lehr- und Lern-Labor Wattenmeer der Universität Oldenburg

verfasst von: Corinna Hößle, Holger Winkler, Anja Wübben

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

Inhaltsverzeichnis

Über dieses Buch

Der Ozean ist die Grundlage alles Lebendigen auf dieser Erde und stellt uns eine Vielzahl an Ressourcen zur Verfügung. Und doch ist dieses System massiv gefährdet durch die anthropogene Nutzung.

In diesem Lehrwerk erfahren Sie anhand einfacher Experimente und gut strukturierter Anleitungen wichtige chemische, physikalische und biologische Hintergründe zum komplexen und empfindlichen System des Ozeans. Erstmals werden die mehrfach erprobten und optimierten Experimente eines Schülerlabors veröffentlicht, basierend auf langjähriger Zusammenarbeit von Meereswissenschaftler*innen und Fachdidaktiker*innen. Das Lehr- und Lernlabor Wattenmeer der Universität Oldenburg stellt hiermit allen Interessierten ihr fächerübergreifendes und fachdidaktisch reflektiertes Experimentierangebot zur Verfügung. Zusätzlich erhalten Sie Materialien zur Förderung des verantwortungsbewussten Urteilens und Handelns in Bezug auf die Ozeannutzung. Diese ermöglichen eine einfache Integration in den Unterricht und entfachen spannende Diskussionen. Sie werden in eine Methode eingeführt, die eine ethische Bewertung anthropogener Nutzungsweisen des Ozeans ermöglicht und dabei ökologische, soziale und ökonomische Aspekte berücksichtigt. Dabei werden Methoden zur Wertanalyse, Argumentationsweise und Folgenanalyse sowie zum Perspektivwechsel vorgestellt, die eine direkte praktische Umsetzung in unterschiedlichen Bildungseinrichtungen ermöglichen. Das Buch greift damit die Ziele der Bildung für eine nachhaltige Entwicklung konkret auf und bietet Ihnen viele wertvolle und sehr gut ausgearbeitete Möglichkeiten, diese am Beispiel des Themas Ozean in Ihrem Bildungsbereich handlungsorientiert umzusetzen.

Nutzen Sie dieses umfassende Angebot, um relevante Themen in Ihrem Lehrplan zu integrieren.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Einleitung

Zusammenfassung

Das faszinierende System Ozean zu entdecken und zu verstehen, ist aufgrund seiner zentralen globalen Bedeutung für seine Erhaltung und Zukunft von existenzieller Wichtigkeit. Dieses globale Ökosystem und seine enge Verflechtung mit dem Leben an Land und dem Klima machen es zur wohl schützenswertesten Region unseres Planeten. Wie könnte man dessen Eigenschaften besser verstehen und verinnerlichen, als sie im eigenen Experiment zu erforschen und die Forschungsansätze zu reflektieren? Erst die kompetente Kenntnis des Systems, seiner Elemente und Prozesse ermöglichen es dem Einzelnen und der Gesellschaft, verantwortungsvoll zu entscheiden, aktiv zu handeln und die Zukunft des Ozeans nachhaltig zu gestalten.

Corinna Hößle, Holger Winkler, Anja Wübben

2. Marine Lebensräume: Entstehungsbedingungen und Parameter

Zusammenfassung

Nicht nur der große Anteil des Ozeans an der Oberfläche unseres Planeten zeigt dessen globale Bedeutung. In vertikaler wie horizontaler Ausdehnung ist er durch viele unterschiedliche Lebensräume gekennzeichnet, deren Entstehung, Dynamik und spezifische Bedingungen durch unterschiedlichste charakteristische Prozesse geprägt sind. Dabei lässt sich die Küstenformung auf unterschiedlichen Zeitskalen beschreiben. Zum einen führt das Zusammenwirken von Erde und Mond zum Wechsel der Gezeiten. Etwa alle 6 h erfährt der Überflutungsraum gravierende Veränderungen. Aus „trocken“ wird „überflutet“ und umgekehrt – mit allen Konsequenzen für seine Bewohner! Auch hinsichtlich der Sedimentablagerungen haben die Gezeiten einen formenden Einfluss; so entstehen im Flachwasser durch das Zusammenspiel von Strömungsbedingungen und bestimmen Sedimentgrößen die charakteristischen Wellenmuster, die Rippel. Andererseits spielt sich die Bildung und Ausformung der Dünenlandschaft im Küstenbereich auf einer größeren Zeitskala ab. Die Bedingungen im offenen Ozean wiederum sind durch horizontale und vertikale Strömungssysteme gekennzeichnet. Die vertikalen Strömungen werden durch Gradienten der Temperatur und der Salzkonzentration angetrieben. Bei dieser thermohyalinen Zirkulation sinkt im Nordpolarmeer kaltes Wasser an den Meeresgrund, bewegt sich dort, während es mit Nährstoffen angereichert wird, als kaltes Tiefenwasser in Richtung Äquator, um dort nährstoffreich an die Oberfläche aufzusteigen. Dort aufgewärmt strömt es in Richtung des Nordpols zurück. Der sich vollziehende Klimawandel führt zur Abschwächung dieser Gradienten und wird im schlimmsten Fall die lebenssichernden Strömungen zum Stillstand bringen.

Corinna Hößle, Holger Winkler, Anja Wübben

3. Biologie mariner Lebensräume

Zusammenfassung

Marine Ökosysteme bieten sehr unterschiedliche Lebensräume für Pflanzen und Tiere, von der lichtdurchfluteten Oberfläche, in der Phytoplankton gedeiht, bis hin zu den dunklen Tiefen des Ozeans. Küstenregionen wie das Wattenmeer mit wechselnden Gezeiten und die angrenzenden Salzwiesen stellen besondere Herausforderungen an ihre Bewohner. Im Laufe der Evolution haben Organismen spezielle Angepasstheiten entwickelt, wie die Fähigkeit des Planktons, in den oberen, lichtreichen Wasserschichten zu schweben, die ausreichend Sonnenlicht für Fotosynthese bieten. Miesmuscheln, Nordseegarnelen und salztolerante Pflanzen (Halophyten) besitzen Angepasstheiten, die es ihnen ermöglichen, in den dynamischen Übergangszonen zwischen Land und Meer zu leben.

Corinna Hößle, Holger Winkler, Anja Wübben

4. Anthropogene Einflüsse auf marine Lebensräume

Zusammenfassung

Anthropogene Einflüsse auf marine Lebensräume stellen eine ernsthafte Bedrohung für die Ökosysteme des Ozeans und der Küstenräume dar! Das wahrscheinlich bekannteste Problem ist das des Plastiks, welches in verschiedenen Größen und Größenordnungen und auf verschiedensten Wegen in das System eingetragen wird. Hierbei stellt Plastikmüll auf unterschiedliche Weise eine direkte Gefahr für die Meereslebewesen dar. Auch die Ursachen für Ölverschmutzungen und deren Folgen sind vielfältig. In jedem Fall gefährden sie gleichermaßen einzelne Organismen und belasten über lange Zeiträume ganze Ökosysteme! Mehr und mehr rückt das Problem der Lärmverschmutzung in das Bewusstsein der Öffentlichkeit. Um zu verstehen, warum hierdurch Orientierung und Kommunikation von Meeressäugern beeinträchtigt oder sie sogar physisch verletzt oder getötet werden, ist ein Grundverständnis der physikalischen Grundlagen der Akustik, wie auch der akustischen Bedingungen im Wasser, erforderlich! Letztlich ist das Problem der Ozeanversauerung ein viel diskutierter Effekt des sich vollziehenden Klimawandels. Das hierbei in die Meere eingetragene CO₂ führt durch verschiedene chemische Prozesse zu einer verminderten Verfügbarkeit von Karbonat! Was wiederum das Wachstum von kalkbildenden Organismen wie Muscheln und Korallen beeinträchtigt! Für alle diese Probleme gibt es Lösungsansätze, an denen schon jeder Einzelne, aber auch die Gesellschaft sowie die globale Gemeinschaft als Ganzes mitwirken können und müssen!

Corinna Hößle, Holger Winkler, Anja Wübben

5. Wem gehört der Ozean? – Eine rechtliche Einordnung

Zusammenfassung

Der Ozean ist seit Jahrtausenden ein Konfliktfeld bezüglich der Rechte seiner Nutzung. Eine Vielzahl an Gesetzen wurde in den letzten Jahren verabschiedet, um Nutzungsrechte und Möglichkeiten des Schutzes festzulegen. Die Frage, ob das Meer der gesamten Staatengemeinschaft oder einzelnen Nationen gehören soll, spielt dabei eine große Rolle und spiegelt sich in erster Linie im heutigen internationalen Seerecht wider. Der Ozean gilt demnach als gemeinsames Erbe der Menschheit. Im „Übereinkommen der Vereinten Nationen über das Recht des Meeres“ (UNCLOS), das 1982 verabschiedet wurde, werden verschiedene Zonen und deren spezielle Rechte definiert: die Hohe See, Hoheitsgewässer, Ausschließliche Wirtschaftszonen (EEZ) und der Kontinentalschelf. Die Hohe See ist frei zugänglich, während Küstenstaaten in Hoheitsgewässern und den Ausschließlichen Wirtschaftszonen definierte Rechte besitzen. Das MARPOL-Abkommen zielt wiederum darauf ab, Meeresverschmutzung durch Schiffe und verschiedene Schadstoffarten zu verhindern. Das Ziel der internationalen Zusammenarbeit, die sich in derartigen Gesetzen widerspiegelt, ist die Förderung einer nachhaltigen Nutzung und der Schutz des gesamten Ozeans.

Corinna Hößle, Holger Winkler, Anja Wübben

6. Auf dem Weg zu einer nachhaltigen Welt

Zusammenfassung

Der Ozean, lebenswichtig für die gesamte Erde, befindet sich in einer Krise aufgrund von Klimawandel, Überfischung, Verschmutzung und Plastikmüll. Die Folgen sind zerstörte Lebensräume und der Verlust an Artenvielfalt. Insbesondere Randmeere wie die Nord- und Ostsee sind stark betroffen. Die Gefahr ist weltweit erkannt und ihr wird durch Meeresschutzabkommen entgegengewirkt. Die Agenda 2030 der Vereinten Nationen, die im September 2015 von 193 Mitgliedsstaaten verabschiedet wurde, umfasst 17 Ziele für nachhaltige Entwicklung (SDGs), darunter Armutsbekämpfung, Umweltschutz und Förderung von Frieden und Gerechtigkeit. Insbesondere Ziel 14 widmet sich dem Ozean und fokussiert auf den Erhalt und die nachhaltige Nutzung dieses einmaligen und faszinierenden Lebensraumes. Unterziele sind u. a. die nachhaltige Bewirtschaftung von Fischbeständen, Reduktion von Subventionen, die zu nicht-nachhaltiger Fischerei führen, wirtschaftliche Unterstützung kleiner Unternehmen und die Ausweisung von Meeresschutzgebieten. Das Ziel 14 ist eng mit anthropogenen nachhaltigen Konsum- und Produktionsmustern verbunden, die in Ziel 12 angesprochen werden und die zur Verringerung der Meeresverschmutzung beitragen können. Der SDG-Fortschrittsbericht 2023 zeigt jedoch auch, dass die Anstrengungen beschleunigt werden müssen, um die hoch gesteckten Ziele zu erreichen.

Corinna Hößle, Holger Winkler, Anja Wübben

7. Moralisches Urteilen in nachhaltigen Kontexten

Zusammenfassung

Die moralische Urteilsfähigkeit spielt im Kontext der Nutzung des Ozeans eine zentrale Rolle. Als komplexes und lebenswichtiges Ökosystem erfordert der Ozean sorgfältige ethische Überlegungen, um seine Biodiversität und Ressourcen zu erhalten. Nachhaltiges Urteilen und Handeln sind deshalb essenziell, um die Balance zwischen Nutzung und Schutz der Meeresressourcen zu finden.

Am Beispiel des Kontextes Aquakulturen wird ein methodisches Verfahren zur reflektierten moralischen Urteilsfindung aufgezeigt. Im Fokus stehen dabei die Vermittlung und die Diagnose unterschiedlicher Argumentationsstrategien und die damit einhergehenden ethischen Werte und Folgen eines Urteils. Anhand eines Diagnoserasters kann es gelingen, die Teilkompetenzen des moralischen Urteils zu diagnostizieren und zu fördern. Durch diesen Ansatz können verantwortungsvolle und intergenerationelle Urteils- und Handlungsprozesse gefördert und gleichzeitig ein Bewusstsein für den Schutz von Ökosystemen vermittelt werden.

Corinna Hößle, Holger Winkler, Anja Wübben

Backmatter

Titel: Den Ozean forschend entdecken
verfasst von: Corinna Hößle
Holger Winkler
Anja Wübben
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN: 978-3-662-69241-7
Print ISBN: 978-3-662-69240-0
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-69241-7